Enkele van de stoffige sterrenstelsels waarin TDE’s plaatsvonden. Credit: Megan Masterson et al/MIT.
Sterrenkundigen van het MIT in de VS hebben maar liefst 18 ‘Tidal Disruption Events’ (TDE’s) ontdekt, dat zijn uitbarstingen in het heelal die ontstaan als een (superzwaar) zwart gat een te dichtbij gekomen ster door de getijdewerking uit elkaar trekt en daarna in korte tijd opvreet. Met dat aantal van 18 wordt het aantal waargenomen TDE’s in het nabije heelal meer dan verdubbeld. Eerdere TDE’s werden waargenomen in het optische en röntgendeel van het elektromagnetische spectrum. Als een zwart gat een ster opvreet krijg je een uitbarsting in die delen van het spectrum. De MIT’ers hebben de focus op een ander deel van het spectrum gelegd, namelijk het infrarode deel. Het idee is dat als zo’n extreme gebeurtenis als een TDE plaatsvindt in een sterrenstelsel met veel stof dat het stof dan wordt verwarmd en IR-straling gaat geven. Een TDE zou dan ook detecteerbaar zijn als een uitbarsting in infrarood. Om er achter te komen of dat inderdaad is gebeurd doken de sterrenkundigen in de gegevens die verzameld zijn door NASA’s NEOWISE IR-ruimtetelescoop (voorheen de Widefield Infrared Survey Explorer), welke in 2009 werd gelanceerd en die sindsdien op jacht is naar ‘IR-transients’, uitbarstingen in het IR-deel van het spectrum. Om de gegevens goed te kunnen analyseren gebruikten ze een algoritme dat ontwikkeld was door Kishalay De, één van de MIT-teamleden.
Ze focusten zich op sterrenstelsels binnen een straal van 600 miljoen lichtjaar afstand van de aarde. Zo’n 1000 sterrenstelsels lieten IR-transients zien, maar daar zaten ook exemplaren tussen die andere oorzaken hadden, zoals actieve galactische kernen en supernovae. Vervolgens keken ze naar de overgebleven transients en werd gelet op karakteristieken van een TDE: een scherpe piek in de straling, gevolgd door een geleidelijke afname van de straling. Door de TDE zou stof in de omgeving van het zwarte gat in korte tijd tot 1000K kunnen opwarmen, waarna het geleidelijk zou afkoelen. Die filtering leverde uiteindelijk de ‘schone’ 18 IR-transients op die veroorzaakt waren door TDE’s. Wat bleek was dat TDE’s in allerlei vormen van sterrenstelsels voorkomen, inclusief stoffige sterrenstelsels verspreid over de hele hemel. De dozijn eerder waargenomen TDE’s kwamen vooral voor in de zogeheten “post-starburst” systemen, sterrenstelsels die eerst een periode van sterke stervorming hadden gekend en daarna een afname hadden gekend in de stervorming – een zeldzame klasse van sterrenstelsels. Het zijn sterrenstelsels die weinig stof bevatten en dat zorgde er vermoedelijk voor dat de TDE’s die daarin plaatsvonden wel in optisch en röntgenlicht zichtbaar waren, maar niet in infrarood. Nu blijkt dat de TDE’s ook in andere systemen dan de post-starburst-systemen plaatsvinden.
Astronomers Discover 18 New Tidal Disruption Events https://t.co/gZw2NmSbxa pic.twitter.com/Ck06OiBmed
— Infyscience (@infyscience) January 31, 2024
Het MIT-team slaagde er ook in om het ‘ontbrekende energieprobleem’ op te lossen. Eerder was berekend hoeveel energie er vrij zou moeten komen bij een TDE en die theoretische hoeveelheid was telkens meer dan wat daadwerkelijk werd waargenomen. Men heeft nu ontdekt dat het stof de verklaring kan bieden voor de ontbrekende energie. Want het stof kan de uitgestraalde energie absorberen, niet alleen de optische, röntgen en IR-straling, maar ook de extreme ultraviolette straling die vrijkomt bij TDE’s. Verder kon men op basis van de waarnemingen een inschatting maken hoe vaak TDE’s plaatsvinden in een sterrenstelsel. Het blijkt dat gemiddeld eens per 50.000 jaar een TDE plaatsvindt in een sterrenstelsel.
Meer informatie over de 18 ontdekte TDE’s is te vinden in het vakartikel “A New Population of Mid-Infrared-Selected Tidal Disruption Events: Implications for Tidal Disruption Event Rates and Host Galaxy Properties”.
Bron: MIT.
Speak Your Mind